[发明专利]一种铜合金及其应用

说明书

本发明涉及到一种铜合金及其应用，该铜合金含有：5％wt～15wt％的Zn，0.2wt％～2.5wt％的Sn，0.1wt％～2.0wt％的Ni，0.01wt％～0.3wt％的P，0～0.3wt％的Mg，0～0.5wt％的Fe，余量为Cu和不可避免的杂质。优选Ni、Sn、P满足：1.0wt％≤Ni+Sn≤3.5wt％，并且Ni与Sn的重量比为0.08～10，Ni与P的重量比为2～15，并且Ni、P在基体中形成NiP化合物。EBSD测定的晶体取向分析中，Brass取向{011}<211>偏离角度小于15°的面积占比为10％～25％。同时满足屈服强度≥600MPa以上，导电率≥25％IACS，弯曲加工性能优异即GW方向的值R/t≤1，BW方向的值R/t≤2。适用于电气部件、汽车部件、通信器件等连接器、端子、开关部件。

技术领域

本发明涉及到合金领域，具体指一种铜合金及其应用。

背景技术

一直以来，具有良好导电性且具有高强度的铜及铜合金材料是作为电气部件、汽车部件、通信器件等连接器、端子、开关的重要构成材料。随着近些年器件小型化、轻质化及高性能化，对这些构成材料也提出了更为严苛的性能改善要求，这些性能包括材料的强度、导电、耐应力松弛及弯曲加工性能。

弯曲加工性能是影响材料应用的重要因素，伴随着端子的小型化，接点部分的弯曲加工曲率半径变小，对材料要求比以往更严格的弯曲加工。因此，常常有在材料表面上出现裂纹或褶皱的问题。若在弯曲加工部分出现裂纹，接点部分的接触力降低，接点部分的接触电阻上升，温升就会超过器件的允许值，影响器件的正常使用。同时伴随着器件小型化，要求构成材料越来越轻薄，对材料强度也提出了更高的要求。强度和弯曲加工性之间存在着此消彼长的关系，要同时提高这两种特性非常不易。

目前构成材料通常选用黄铜、锡磷青铜及铍铜等，但这些合金还不能满足连接器、端子、开关发展应用需要。其中黄铜合金虽然成本较低，但在强度、导电、耐应力松弛和弯曲加工性上都难以满足高需求的领域。锡磷青铜是目前连接器、端子领域广泛使用的铜合金，其具有较高的强度，但导电率在20％IACS以下，无法满足当前高性能连接器对高导电工况的应用需求。同时考虑到Sn价格较高，因此在部分领域锡磷青铜的应用受到一定的限制。铍青铜中含有的铍有毒，且铍青铜价格昂贵，一般仅应用于某些对弹性性能和强度要求较高的领域。

为弥补黄铜和磷青铜性能上的不足，C42500提出了添加Sn元素以提升合金综合性能，该合金综合性能虽有所提升，但仍旧难以平衡导电率、强度、弯曲加工性能、抗应力松弛等性能以满足应用需求。

JP2014129569A提出了通过控制晶体取向来改善弯曲加工性能，其是在Cu-Zn-Sn体系合金中，来自{220}、{311}面X射线衍射强度满足条件的晶体取向的情况下，弯曲加工性能优异。JP2013213236A提出了在合金体系中，来自{200}、{220}、{311}面X射线衍射强度满足条件的晶体取向的情况下，弯曲加工性能优异。但是，上述技术中，由于与具有一定宽度的结晶取向的分布中{200}、{220}、{311}等限定的特定晶面的集结只是晶面分布中很小一部分信息，仅与小部分特定面有关，因此有时不能充分地控制晶面取向且对弯曲加工性能的改善效果不够充分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种兼具良好的导电性能、屈服强度、耐应力松弛及弯曲加工性能的铜合金。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种兼具良好的导电性能、屈服强度、耐应力松弛及弯曲加工性能的铜合金的应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该铜合金，其特征在于包括下述组成：

余量为Cu和不可避免的杂质。

在EBSD测定的晶体取向分析中，优选Brass取向{011}<211>偏离角度小于15°的面积占比为10％～25％。